Элемент питания-таблетка , часовая батарейка или монетная батарейка — это небольшая батарея , состоящая из одного электрохимического элемента и имеющая форму приземистого цилиндра, обычно диаметром от 5 до 25 мм (от 0,197 до 0,984 дюйма) и высотой от 1 до 6 мм (от 0,039 до 0,236 дюйма) — напоминающая кнопку . Нержавеющая сталь обычно образует нижний корпус и положительный вывод элемента; изолированный от него металлический верхний колпачок образует отрицательный вывод.
Элементы питания типа «таблетка» используются для питания небольших портативных электронных устройств, таких как наручные часы и карманные калькуляторы . Более широкие варианты обычно называются монетными элементами . Устройства, использующие элементы питания типа «таблетка», обычно разрабатываются вокруг элемента, обеспечивающего длительный срок службы, как правило, более года при непрерывном использовании в наручных часах. Большинство элементов питания типа «таблетка» имеют низкий саморазряд, сохраняя заряд в течение длительного времени, если они не используются. Относительно мощные устройства, такие как слуховые аппараты, могут использовать цинково-воздушную батарею , которая имеет гораздо большую емкость для данного размера, но высыхает через несколько недель, даже если не используется. [ необходима цитата ]
Кнопочные элементы обычно являются одноразовыми первичными элементами , но некоторые из них являются перезаряжаемыми вторичными элементами. Обычными анодными материалами являются цинк или литий . Обычными катодными материалами являются диоксид марганца , оксид серебра , фтористый углерод , оксид меди или кислород из воздуха. [ необходима ссылка ] Кнопочные элементы на основе оксида ртути ранее были распространены, но больше не доступны из-за токсичности и воздействия ртути на окружающую среду .
Батарейки-таблетки опасны для маленьких детей, так как при проглатывании они могут вызвать серьезные внутренние ожоги и серьезные травмы или смерть. [1] Компания Duracell попыталась смягчить это, добавив в свои батарейки горькое покрытие . [2]
Ячейки разного химического состава, выполненные в одном и том же размере, механически взаимозаменяемы. Однако состав может влиять на срок службы и стабильность напряжения . Использование неправильной ячейки может привести к короткому сроку службы или неправильной работе (например, для измерения освещенности на камере требуется стабильное напряжение, поэтому обычно указываются серебряные ячейки). Иногда разные ячейки одного типа, размера и емкости оптимизируются для разных нагрузок с помощью разных электролитов , так что одна может иметь более длительный срок службы, чем другая при подаче относительно высокого тока . [ требуется цитата ]
Щелочные батареи производятся в тех же размерах, что и другие типы, но обычно обеспечивают меньшую емкость и менее стабильное напряжение, чем более дорогие элементы на основе оксида серебра или лития. [3]
Серебряные элементы могут иметь выходное напряжение, которое стабильно до тех пор, пока оно внезапно не упадет в конце срока службы. Это зависит от отдельных типов; один производитель ( Energizer ) предлагает три элемента из оксида серебра одинакового размера, 357–303, 357-303H и EPX76, с емкостью от 150 до 200 мАч , характеристиками напряжения от постепенно снижающихся до довольно постоянных, и некоторые из них заявлены как предназначенные для непрерывного низкого потребления с высоким импульсом по требованию, другие — для использования в фототехнике. [ необходима цитата ]
Ртутные батареи также обеспечивают стабильное напряжение, но запрещены во многих странах из-за их токсичности и воздействия на окружающую среду. [ необходима цитата ]
Цинково-воздушные батареи используют воздух в качестве деполяризатора и имеют гораздо большую емкость, чем другие типы, поскольку они берут этот воздух из атмосферы. Элементы имеют герметичную герметизацию, которую необходимо удалить перед использованием; затем они высохнут в течение нескольких недель, независимо от использования. [ необходима цитата ]
Для сравнения, свойства некоторых ячеек одного производителя диаметром 11,6 мм и высотой 5,4 мм были указаны в 2009 году следующим образом: [4]
Изучение технических описаний для диапазона производителя [4] может показать щелочной элемент высокой емкости с емкостью, такой же высокой, как у одного из типов серебра с меньшей емкостью; или конкретный серебряный элемент с емкостью, вдвое большей, чем у конкретного щелочного элемента. Если питаемое оборудование требует относительно высокого напряжения (например, 1,3 В) для правильной работы, серебряный элемент с плоской разрядной характеристикой прослужит гораздо дольше, чем щелочной элемент, даже если у него та же указанная емкость в мАч до конечной точки 0,9 В. Если устройство, как кажется, «съедает» батареи после замены оригинальной, поставляемой производителем, может быть полезно проверить требования устройства и характеристики сменной батареи. Для цифровых штангенциркулей , в частности, для некоторых указано, что для работы требуется не менее 1,25 В, а для других — 1,38 В. [5] [6]
Хотя щелочные, серебряно-оксидные и ртутные батареи одинакового размера могут быть механически взаимозаменяемыми в любом данном устройстве, использование элемента с правильным напряжением, но неподходящими характеристиками может привести к короткому сроку службы батареи или отказу оборудования. Обычные литиевые первичные элементы с напряжением на клеммах около 3 вольт не производятся в размерах, взаимозаменяемых с элементами на 1,5 вольта. Использование батареи со значительно более высоким напряжением, чем рассчитано оборудование, может привести к необратимому повреждению.
Международный стандарт IEC 60086-3 определяет буквенно-цифровую систему кодирования для «часовой батарейки». Производители часто имеют собственную систему наименования; например, элемент, называемый LR1154 по стандарту IEC, имеет названия AG13, LR44, 357, A76 и другие названия у разных производителей. Стандарт IEC и некоторые другие кодируют размер корпуса таким образом, что числовая часть кода однозначно определяется размером корпуса; другие коды не кодируют размер напрямую.
Примерами батарей, соответствующих стандарту IEC, являются CR2032, SR516 и LR1154, где буквы и цифры обозначают следующие характеристики.
Первая буква в системе стандартов МЭК обозначает химический состав батареи, который также подразумевает номинальное напряжение:
Для типов со стабильным напряжением, резко падающим в конце срока службы (график зависимости напряжения от времени на вершине обрыва), конечное напряжение — это значение на «краю обрыва», после которого напряжение падает чрезвычайно быстро. Для типов, которые теряют напряжение постепенно (наклонный график, без края обрыва), конечная точка — это напряжение, за пределами которого дальнейший разряд приведет к повреждению батареи и, возможно, устройства, которое она питает, обычно 1,0 или 0,9 В.
Распространенные названия скорее условны, чем однозначно описательны; например, серебряный (оксидный) элемент имеет щелочной электролит.
Элементы типа L , S и C сегодня являются наиболее часто используемыми типами в кварцевых часах , калькуляторах , небольших устройствах PDA , компьютерных часах и мигающих лампочках . Миниатюрные цинково-воздушные батареи — типа P — используются в слуховых аппаратах и медицинских приборах. В системе IEC более крупные элементы могут не иметь префикса для химической системы, что указывает на то, что это цинково-угольные батареи ; такие типы не доступны в формате таблеточных элементов.
Вторая буква, R , указывает на круглую (цилиндрическую) форму.
Стандарт описывает только первичные батареи. Перезаряжаемые типы, выполненные в том же размере корпуса, будут иметь другой префикс, не указанный в стандарте IEC, например, некоторые таблеточные элементы ML и LiR используют перезаряжаемую литиевую технологию.
Для перезаряжаемых аккумуляторов префиксы IEC следующие: [7]
.png/1280px-Button_cells_and_9v_cells_(3).png)
Размер упаковки таблеточных батареек со стандартными названиями обозначается 2-значным кодом, представляющим стандартный размер корпуса, или 3- или 4-значным кодом, представляющим диаметр и высоту элемента. Первые одна или две цифры кодируют внешний диаметр элемента в целых миллиметрах, округленный в меньшую сторону; точные диаметры указаны стандартом, и нет никакой двусмысленности; например, любой элемент с начальной цифрой 9 имеет диаметр 9,5 мм, никакие другие значения между 9,0 и 9,9 не используются. Последние две цифры — общая высота в десятых долях миллиметра.
Примеры:
Некоторые круглые элементы, особенно литиевые, изготавливаются с паяными выводами для постоянной установки, например, для питания памяти для информации о конфигурации устройства. Полная номенклатура будет иметь префиксы и суффиксы для указания специальных клеммных схем. Например, есть вставной и впаиваемый CR2032, вставной и три впаиваемых BR2330 в дополнение к CR2330, а также много перезаряжаемых в размерах 2032, 2330 и других. [8]
После кода упаковки в обозначении типа могут присутствовать следующие дополнительные буквы, указывающие на используемый электролит:
Помимо кода типа, описанного в предыдущем разделе, батарейки для часов также должны иметь маркировку
Часто это двухбуквенный код (иногда сбоку на батарее), где первая буква обозначает производителя, а вторая — год изготовления. Например:
Универсального стандарта не существует.
Дату изготовления можно сократить до последней цифры года, за которой следует цифра или буква, обозначающая месяц, где O, Y и Z обозначают октябрь, ноябрь и декабрь соответственно (например, 01 = январь 2010 или 2000 года, 9Y = ноябрь 2019 или 2009 года).
Некоторые производители используют код AG (щелочной) или SG (серебряный), за которым следует число, как показано ниже.
У тех, кто знаком с химическим символом серебра Ag , может сложиться ошибочное впечатление, что элементы AG — это серебро.
В дополнение к одноразовым (однократного использования) элементам питания, доступны перезаряжаемые батареи во многих из тех же размеров, с меньшей емкостью, чем одноразовые элементы питания. Одноразовые и перезаряжаемые батареи производятся для установки в держатель или с паяными бирками для постоянного соединения. В оборудовании с держателем батареи могут использоваться одноразовые или перезаряжаемые батареи, если напряжение совместимо.
Типичное использование небольшой перезаряжаемой батареи (в форме монеты или другого формата) — резервное копирование настроек оборудования, которое обычно постоянно работает от сети, в случае отключения электроэнергии. Например, многие контроллеры центрального отопления хранят время работы и подобную информацию в энергозависимой памяти , которая теряется в случае отключения электроэнергии. Обычно такие системы включают резервную батарею, либо одноразовую в держателе (потребление тока крайне мало, а срок службы долгий), либо впаянную перезаряжаемую. [10]
Перезаряжаемые никель -кадмиевые элементы питания часто использовались в качестве резервных батарей старых компьютеров; в более позднем оборудовании используются неперезаряжаемые литиевые элементы питания со сроком службы в несколько лет.
Аккумуляторные батареи обычно имеют одинаковый цифровой код, основанный на размерах, с разными буквами; таким образом, CR2032 является одноразовой батареей, в то время как ML2032, VL2032 и LIR2032 являются перезаряжаемыми батареями, которые помещаются в тот же держатель, если не оснащены паяными бирками. Механически возможно, хотя и опасно, установить одноразовую батарею в держатель, предназначенный для перезаряжаемой; держатели устанавливаются в частях оборудования, доступных только обслуживающему персоналу в таких случаях.
Батарейки-таблетки привлекательны для маленьких детей; они могут положить их в рот и проглотить. Проглоченная батарейка может нанести значительный ущерб внутренним органам. Батарея реагирует с жидкостями организма, такими как слизь или слюна, создавая цепь, которая может выделять щелочь, достаточно сильную, чтобы прожечь человеческую ткань. [12] [13]
Проглоченные батарейки могут вызвать повреждение слизистой оболочки пищевода и могут создать отверстие в слизистой оболочке пищевода за два часа. [12] В тяжелых случаях повреждение может привести к образованию прохода между пищеводом и трахеей . Проглоченные батарейки-таблетки могут повредить голосовые связки. Они могут даже прожечь кровеносные сосуды в области грудной клетки, включая аорту . [12] В Соединенных Штатах было зарегистрировано 44 случая смерти ребенка из-за проглатывания батареек-таблеток в 2002–2021 годах. [13]
В Большом Манчестере , Англия, с населением 2 700 000 человек, двое детей в возрасте от 12 месяцев до шести лет умерли, а пятеро получили травмы, изменившие их жизнь, за 18 месяцев, предшествовавших октябрю 2014 года. В Соединенных Штатах в среднем ежегодно регистрируется более 3000 случаев проглатывания детьми батареек-таблеток. Доля серьезных и смертельных исходов увеличивается. [14] Плоские батарейки диаметром 20 мм и более вызывают самые серьезные травмы, даже если они израсходованы и не повреждены. [14] [15] В Окленде, Новая Зеландия, по состоянию на 2018 год ежегодно регистрируется около 20 случаев, требующих госпитализации. [16]
В 2020 году компания Duracell объявила, что покрывает некоторые из своих литиевых таблеточных элементов питания горьким составом, чтобы отвадить детей от их проглатывания. [17] Альтернативным решением является исключение (или судебное преследование ) проблемных элементов питания, в основном 20-миллиметровых литиевых элементов, из цепочки поставок. [18]
Дети в возрасте 5 лет и младше подвергаются наибольшему риску проглатывания батареек. [18] Три случая смерти детей в Австралии показывают, что в каждом случае: i) проглатывание не было замечено, ii) источник батарейки остался неизвестным, iii) первоначальный неправильный диагноз задержал соответствующее вмешательство, iv) диагноз был подтвержден рентгеном, v) в каждом случае батарейка застряла в пищеводе ребенка, vi) проблемными батарейками были 20-миллиметровые литиевые элементы, vii) смерть наступила в период от 19 дней до 3 недель после проглатывания. [18] Симптомы проглатывания батареек могут быть неправильно диагностированы и отнесены к распространенным неопасным для жизни детским заболеваниям.
Некоторые таблеточные элементы содержат ртуть или кадмий , которые являются токсичными. В начале 2013 года Комитет по охране окружающей среды Европейского парламента проголосовал за запрет на экспорт и импорт ряда продуктов, содержащих ртуть, таких как таблеточные элементы и другие батареи, который должен был быть введен с 2020 года. [19] [20]
